【工装夹具类】气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及[铣底面]夹具设计【方案1】
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工装
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【工装夹具类】气门摇杆轴支座机械加工工艺规程及[铣底面]夹具设计【方案1】,工装,夹具,气门,摇杆,支座,机械,加工,工艺,规程,底面,设计,方案
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广西大 学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 铸造 工序号 I 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 4 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 90 225件 备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 锅炉 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度给量mm/r 主轴转速r/削速度m/本工 时 备料 5 2 铸造 游标卡尺 1 5 设计者 指导老师 共 13 页 第 1 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 时效 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 90 225件 备 夹具 辅助工 具 名称 型号 专用夹具 数控车床 1 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度给量mm/r 主轴转速r/削速度m/本工 时 80 设计者 指导老师 共 1 3 页 第 2 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序 名称 涂漆 工序号 件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 4 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 毛刷 数控车 床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 涂漆 5 2 晾干 360 设计者 指导老师 共 1 3 页 第 3 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序 名称 铣 上端面 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 安装夹紧 2 2 铣上端平面 至 81 尺寸 硬质合金立铣刀 游标卡尺 48 1 2 55 400 设计者 指导老师 共 1 3 页 第 4 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 粗 ,精铣下端面 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 装夹 2 2 加工时保证 78,寸 硬质合金立铣刀 游标卡尺 50 1 2 80 400 计者 指导老师 共 1 3 页 第 5 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 钻两 13 通孔 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 高速台钻 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 安装夹紧 3 2 钻两 13 孔 高速钢锥柄麻花钻 游标卡尺 78 2 95 140 设计者 指导老师 共 1 3 页 第 6 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 铣右端面 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 安装夹紧 3 2 铣右端面 保证尺寸 44 硬质合金立铣刀 游标卡尺 32 1 2 380 400 计者 指导老师 共 1 3 页 第 7 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 钻通孔 18 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 高速台钻 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 安装夹紧 3 2 钻通孔 18 高速钢锥柄 麻花钻 游标卡尺 44 195 140 计者 指导老师 共 1 3 页 第 8 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 镗孔到 20，孔口倒角1*45 度 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件 数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 卧式组合镗床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 安装夹紧 3 2 镗孔到 20，孔口倒角 1*45 度 ,保证位 削头 游标卡尺 44 1 1 80 24 度要求 1 设计者 指导老师 共 1 3 页 第 9 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 铣左端面 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 安装夹紧 3 2 铣左端面 保证 42 硬质合金 立铣刀 游标卡尺 32 1 2 380 400 计者 指导老师 共 1 页 第 10 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名 称 铣轴向槽 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 立式铣床 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 定位夹紧 2 2 铣轴向槽 保证尺寸3 硬质合金立 铣刀 游标卡尺 17 1 100 178 20 计者 指导老师 共 1 3 页 第 11 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名 称 检验 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 工作台 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 按产品图要求对各 尺寸进行检测 5 设计者 指导老师 共 13 页 第 12 页 广西大学先进制造专业 机械加工工艺卡片 工序名称 入库 工序号 零件名称 气门摇杆轴支座 零件号 零件重量 3时加工件数 1 材料 毛坯 牌号 硬度 型号 重量 80 207件 备 夹具 辅助工具 名称 型号 专用夹具 安装 工步 安装及工步说明 刀具 量具 走刀长度 刀次数 切削深度 给量 mm/r 主轴转速 r/削速度 m/本工 时 库进行防锈处理摆 放整齐 ,并进行标识 6 设计者 指导老师 共 1 3 页 第 13 页 广西大学 先进制造专业 机械加工工艺过程卡片 零件号 零件名称 气门摇杆轴支座 工序号 工序名称 设备 夹具 刀具 量具 机动 工时（ 名称 型号 名称 规格 名称 规格 名称 规格 铸造 锅炉 专用夹具 游标卡尺 0 125 5 时效 锅炉 专用夹具 游标卡尺 0 125 480 涂漆 毛刷 专用夹具 游标卡尺 0 125 铣上端面 立式铣床 用夹具 硬质合金立铣 刀 80标卡尺 0 125 粗 ,精铣下端面 立式铣床 用夹具 硬质合金立铣 刀 80标卡尺 0 125 钻两 13 通孔 高速台钻 用夹具 高速钢锥柄麻 花钻 13标卡尺 0 125 铣右端面 立式铣床 用夹具 硬质合金立铣 刀 80标卡尺 0 125 钻通孔 18 高速台钻 用夹具 高速钢锥柄麻 花钻 18标卡尺 0 125 镗孔到 20，孔口倒角 1*45度 卧式组合 镗床 专用夹具 削头 标卡尺 0 125 铣左端面 立式铣床 用夹具 硬质合金立铣 刀 80标卡尺 0 125 铣轴向槽 立式铣床 用夹具 硬质合金 立 铣刀 80标卡尺 0 125 检验 工作台 自制 游标卡尺 0 125 入库 工作台 自制 0 125 1 机械制造工艺学课程设计任务书 题目 ：设计气门摇杆轴支座零件的机械加工工艺规程及专用夹具 内容 ：（ 1）零件一毛坯合图 1 张 （ 2）机械加工工艺规程卡片 12张 （ 3）夹具装配总图 1 张 （ 4）夹具零件图 一张 （ 5）课程设计说明书 一份 原始资料 ：该零件图样一张；生产纲领 6000 件 /年。 班级 ： 学生： 指导老师 ： 时间 ： 年 月 日 2 目录 第一部分 ： 设计目的 1 第二部分：设计步骤 一、零件的作用 1 二、确定毛 坯，画毛坯 零件合图 2 三、工艺规程设计 3 四、加工工序设计 8 五、时间定额计算 10 六、夹具设计 12 3 设计目的： 机械制造工艺学课程设计是在学完了机械制造工艺学 (含机床夹具设计 )和大部分专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这 次设计使我们能综合运用机械制造工艺学中的基本理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题。初步具备了设计一个中等复杂程度零件（气门摇杆轴支座）的工艺规程的能力和运用夹具设计的基本原理和方法，拟订夹具设计方案，完成家具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的工作打下良好的基础。 由于能力所限，经验不足，设计中还有许多不足之处，希望各位老师多加指导。 一 零件的分析 （一） 零件的作用 气门摇杆轴支座是柴油机一个 主要零件。是柴油机摇杆座的结合部， 20（ +装摇杆轴，轴上两端各装一进气门摇杆，摇杆座通过两个 13用 杆与汽缸盖相连， 3向槽用于锁紧摇杆轴，使之不转动。 （二） 零件的工艺分析 由附图 1 得知，其材料为 材料具有较高的强度，耐磨性，耐热性及减振性，适用于承受较大应力，要求耐磨的零件。 4 该零件上主要加工面为上端面，下端面，左右端面， 220（ + +及 3向槽的加工。 20（ + +的尺寸精度以及下端面 平面度与左右两端面孔的尺寸精度，直接影响到进气孔与排气门的传动精度及密封， 2 13的尺寸精度，此，需要先以下端面为粗基准加工上端面，再以上端面为粗基准加工下端面，再把下端面作为精基准，最后加工 20（ + +时以下端面为定位基准，以保证孔轴相对下端面的位置精度。 由参考文献（ 1）中有关孔的加工的经济精度机床能达到的位置精度可知上述要求可以达到的零件的结构的工艺性也是可行的。 二 确定毛坯，画毛坯 零件合图（附图 2） 根据零件材料确定毛坯为铸件，已知零件的生产纲领为 6000 件 /年，通过计算，该零件质量约为 3参考文献（ 5）表 1 4、表 1 3 可知，其生产类型为大批生产，毛坯的铸造方法选用砂型机器造型。此外，为消除残余应力，铸造后安排人工时效处理。参考文献（ 1）表 12；该种铸造公差等级为 1， 考文献（ 1）表 查表方法确定各表面的加工余量如下表所示： 加工表面 基本尺寸 加工余量 加工余量数 说明 5 等级 值 上端面 48 4侧加工 下端面 50 3侧加工 左端面 35 3侧加工 右端面 35 3侧加工 三、工艺规程设计 （一） 定位基准的选择： 精基准的选择：气门摇杆轴支座的下端面既是装配基准又是设计基准，用它作为精基准，能使加工遵循基准重合的原则，实现 V 形块十大平面的定位方式（ V 形块采用联动夹紧机构夹紧） 。 20（ + +及左右两端面都采用底面做基准，这使得工艺路线又遵循“基准统一”的原则，下端面的面积比较大，定位比较稳定，夹紧方案也比较简单，可靠，操作方便。 粗 基准的选择：考虑到以下几点要求，选择零件的重要面和重要孔做基准。 第一， 在保证各加工面均有加工余量的前提下，使重要孔或面的加工余量尽量均匀，此外，还要保证定位夹紧的可靠性，装夹的方便性，减少辅助时间，所以粗基准 6 为上端面。 镗削 20（ + +的定位夹紧方案： 方案一：用一菱形销加一圆柱销定位两个 13加上底面定位实现，两孔一面完全定位，这种方案适合于大批生产类型中。 方案二：用 V 形块十大平面定位 V 形块采用联动夹紧机构实现对 外圆柱表面进行定位，再加底面实现完全定位，由于 13用做定位销孔很难保证精度，所以选择方案二。 （二） 制定加工工艺路线 根据各表面加工要求，和各种加工方法能达到的经济精度，确定各表面及孔的加工方法如下： 上端面：精铣。 下端面：粗铣 左端面：粗铣 精铣 右端面：粗铣 精铣 2 13：钻孔。 3向槽 精铣 20（ +孔 粗镗 精镗 因左右两端面均对 20（ +它们的加工宜采用工序集中原则，减少装次数，提高加工精度。 根据 先面后孔，先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则，将端面的精铣和下端面的粗铣放在前面，下端面的 7 精铣放在后面，每一阶段要首先加工上端面后钻孔，左右端面上 20（ +步拟订加工路线如下： 工序号 工序内容 铸造 时效 涂漆 00 车上端面 01 钻两通孔 02 精铣下端面 03 铣右端面 04 钻通孔 185 镗孔 20口角 *度 06 铣左端面 07 铣轴向槽 08 检验 09 入库 上述方案遵循了工艺路线拟 订的一般原则，但某些工序还有一些问题还值得进一步讨论。如车上端面，因工件和夹具的尺寸较大，在卧式车床上加工时，它们惯性力较大，平衡困难；又由上端面不是连续的圆环面，车削中出现断续切削容易引起工艺系统的震动，故改动铣削 8 加工。 工序 03 应在工序 02 前完成，使上端面在加工后有较多的时间进行自然时效，减少受力变形和受热变形对 2 13孔加工精度的影响。 修改后的工艺路线如下： 序号 工序内容 简要说明 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 铸造 时效 涂漆 精铣上端面 精铣下 端面 钻两通孔 铣右端面 钻通孔 18 镗孔到 20，孔口倒角 1*45 度 铣左端面 铣轴向槽 检验 入库 消除内应力 防止生锈 先加工粗基准面 加工经基准 先面后孔 先面后孔 后镗削余量 次要工序后加工 9 （三） 选择加工设备及刀、夹、量具 由于生产类型为大批生产，故加工设备适宜通用机床为主，辅以少量专用机床的流水生产线，工件在各机床上的装卸及各机床间的传动均由人工完成。 粗铣上端面：考虑到工件的定位夹紧方案及夹具结构设计等问题，采用立铣选择 式铣床。（参考文献（ 1）表 6选 择直径 D 为 80考文献（ 1）表 7用夹具和游标卡尺。 粗铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 精铣下端面：采用上述相同的机床与铣刀，通用夹具及游标卡尺。 粗铣左端面：采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，采用以前的刀具，专用夹具及游标卡尺。 精铣左端面：采用卧式铣床 考文献（ 1）表 6 21，专用夹具及游标卡尺。 钻 2：采用 0，参考文献（ 1）表 6 26，通用夹具。刀具为 d 为 考文献（ 1）表 7 111。 钻 18 孔：钻孔直行为 118择摇臂钻床 考文献（ 1）表 6 26，采用锥柄麻花钻，通用夹具及量具。 镗 20（ + +：粗镗：采用卧式组合镗床，选择功率为 削头，参考文献（ 1）白喔 88。选择镗通孔镗刀及镗杆，专用夹具，游标卡尺。 10 四、加工工序设计 经查参考文献（ 1）表 3 12可得，铣削上端面的加工余量为 4由零件对上顶端表面的表面精度 知，粗铣的铣削余量为 4 底面铣削余量为 3铣的铣削余量为 2铣余量 1铣后公差登记为 。 取每齿进给量为 . z（粗铣） 取每齿进给量为 f . r（精铣） 粗铣走刀一次 铣走刀一次 步取主轴转速为 r 铣），取精铣主轴的转速为 r 前面已选定直径为 相应的切削速度分别为：校核粗加工。 粗 n 精 n 又由机床切削功率 P=0 Z=10 个齿， 50*0*1 又因前查的机床的功率为 . kw/h 若效率为 =6.011 故选择主轴的转速为 m/2)工序中的粗镗 工序。 粗镗余量参考文献表取粗镗为 . 镗切削余量为 孔后尺寸为 20工部余量和工序尺寸公差列于 表 加工表面 加工方法 余量 公差等级 工序尺寸及公差 18 粗镗 _ 镗 8 20轴线到底面位置尺寸为 0精镗与粗镗的定位的下底面与 下底面的位置精度为 左右端面的位置精度为 定位夹紧时基准重合，故不需保证。 动公差由机床保证。 粗镗孔时因余量为 查文献表 . 4 V=s=24m/进给量为 f=002mm/r n=1000V/ d=1000*24/0=380r/文献的 0012 80, 0 *180*1 =1452 N P=机床效率为 机床的功率足够。 五、时间定额计算 下面计 算工序的时间定额 （） 机动时间 粗镗时： L/(f*n)=45/80=镗时： f 取 s L/(f*n)=45/80=15s 总机动时间 :T=5=2)辅助时间： 操作内容 每次时间 粗镗 精镗 13 (操作次数 时间 作次数 时间 夹 2 1 2 - - 换刀 1 1 1 1 1 测量 夹 - 1 机到开始的时间 1 1 刀 1 1 以辅助时间 ： +1+ =业时间为 b=605+工序单位加工时间为 五、填写机械加工工艺卡和机械加工工序卡 工艺文件详见附表。 夹具是一种能够使工件按一定的技术要求准确定位和牢固夹紧的工艺装备，它广泛地运用于机械加工，检测和装配等整个工艺过程中。在现代化的机械和仪器的制造业中，提高加工精度和生 产率，降低制造成本，一直都是生产厂家所追求的目标。正确地设计并合理的使用夹具，是保证加工质量和提高生产率，从而降低生产成本的重要技术环节之一。同时也扩大各种机床使用范围必不可少重要手段。 14 出问题 （ 1）怎样限制零件的自由度；根据装配图得知道 ,一个底座限制底面 1个自由度，再加 2个 个自由度 ,3个自由度保证的零件夹紧的强度 ,有利于铣刀进行加工 （ 2）怎样夹紧；设计夹具由螺旋夹紧工件。有夹具体底座 ,将一个 另一 考虑到成本经济性 ,故采用这类机 械夹紧的方式比较合适 . （ 3）设计的夹具怎样排屑；此次加工利用铣刀 ,可以保证加工的稳定 ,达到表面应有的粗糙度 ,适合批量生产 , （ 4）怎样使夹具使用合理，便于装卸。 此夹具设计简单方便 ,螺旋手柄加紧和松开灵活 ,工人需要将零件固定安放 ,保持夹具的清洁 ,以便多次使用 . 计思想 设计必须保证零件的加工精度，保证夹具的操作方便，夹紧可靠，使用安全，有合理的装卸空间，还要注意机构密封和防尘作用，使设计的夹具完全符合要求。 本夹具主要用来气门摇杆轴支座底面进行加工，这个精度要求为 粗铣 以设计时要在满足精度的前提下提高劳动生产效率， 15 降低劳动强度。 具设计 位分析 （ 1）定位基准的选择 据夹具手册知定位基准应尽可能与工序基准重合，在同一工件的各道工序中，应尽量采用同一定位基准进行加工。故铣该底平面时，采用 零件倒置的上表面 作为定位基准。 （ 2）定位误差的分析 定位元件尺寸及公差的确定。夹具的主要定位元件为一个面与两个孔定位，因为该定位元件的定位基准为孔的轴线，所以基准重合 b=0，由于存在间隙，定位基准会发生相对位置的变化即存在基准位移误差。 j=（ d+ S） /2 d = S= j= 切削力及夹紧力的计算 刀具：镶片圆锯齿铣刀 86apz 0 60 16 13N 个面和两个孔定位时所需夹紧力计算公式： 32)(2 式中 螺纹摩擦角 平头螺杆端的直径 f 工件与夹紧元
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